劉焱序, 彭 建,,*, 汪 安, 謝 盼, 韓憶楠

1 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院, 地表過程分析與模擬教育部重點實驗室, 北京 100871 2 北京大學(xué)深圳研究生院城市規(guī)劃與設(shè)計學(xué)院, 城市人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)重點實驗室, 深圳 518055

生態(tài)系統(tǒng)健康研究進(jìn)展

劉焱序1, 彭 建1,2,*, 汪 安2, 謝 盼1, 韓憶楠1

1 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院, 地表過程分析與模擬教育部重點實驗室, 北京 100871 2 北京大學(xué)深圳研究生院城市規(guī)劃與設(shè)計學(xué)院, 城市人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)重點實驗室, 深圳 518055

健康的生態(tài)系統(tǒng)一般被視為環(huán)境管理的終極目標(biāo)，進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)健康研究對探索區(qū)域與生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。隨著國際生態(tài)與健康學(xué)會(International Association for Ecology and Health)的解體，生態(tài)系統(tǒng)健康研究視角出現(xiàn)轉(zhuǎn)型。系統(tǒng)梳理了近年來國際上有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)健康概念及其評估方法、指標(biāo)的新進(jìn)展，通過文獻(xiàn)統(tǒng)計和重要文獻(xiàn)引用揭示了國際生態(tài)系統(tǒng)健康研究的發(fā)展歷程，提出了從生態(tài)系統(tǒng)健康到生態(tài)健康再到生態(tài)文化健康的三大核心框架發(fā)展階段，生態(tài)系統(tǒng)健康的研究對象和范圍正在不斷擴(kuò)充。資源環(huán)境研究領(lǐng)域是國內(nèi)研究者應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)健康概念與方法的優(yōu)勢領(lǐng)域，在區(qū)域尺度上評價生態(tài)系統(tǒng)的健康更貼近資源環(huán)境和社會文化交互作用的復(fù)合表征理念。因此，我國生態(tài)系統(tǒng)健康研究的趨向不僅應(yīng)包括在生態(tài)系統(tǒng)尺度上研究的繼續(xù)深化，也應(yīng)包含對生態(tài)文化健康概念的完善與應(yīng)用，并發(fā)揮地理-生態(tài)視角的區(qū)域集成研究優(yōu)勢，從而有效指導(dǎo)區(qū)域生態(tài)與環(huán)境政策制定與實施。

生態(tài)系統(tǒng)健康; 生態(tài)健康; 生態(tài)文化健康; 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù); 環(huán)境管理; 區(qū)域集成

近百年來，隨著社會的快速發(fā)展和人類生活水平的提高，全球出現(xiàn)了大量生態(tài)破壞與環(huán)境污染問題，影響著整個生物圈的完整與穩(wěn)定。在保證經(jīng)濟(jì)增長的過程中，學(xué)界一般認(rèn)為需要通過環(huán)境管理政策維持生態(tài)系統(tǒng)的承載力與恢復(fù)力[1]，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因而在生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)的基礎(chǔ)上，生態(tài)系統(tǒng)健康的概念應(yīng)運而生[2]，并常被認(rèn)為是環(huán)境管理的終極目標(biāo)[3]。1991年，國際生態(tài)系統(tǒng)健康學(xué)會(International Society for Ecosystem Health，ISEH)成立，其首要目標(biāo)是提供用于評價地球生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和方法，核心任務(wù)是鼓勵人們理解人類活動、生態(tài)變化、人體健康之間的重要關(guān)聯(lián)[4]。在ISEH建立后，生態(tài)系統(tǒng)健康的論證逐步從哲理層面向定量化轉(zhuǎn)變，人類活動對生態(tài)系統(tǒng)生物物理過程的復(fù)雜影響逐漸被認(rèn)識，醫(yī)藥、獸醫(yī)、公眾健康等領(lǐng)域開設(shè)了生態(tài)系統(tǒng)健康課程，基于生態(tài)系統(tǒng)健康的國家與國際項目也開始出現(xiàn)[4-5]。

2000年前后至今，中國學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)健康研究的關(guān)注程度日益上升。曾德慧等[6]、任海等[7]較早的較為完整的分析了生態(tài)系統(tǒng)健康的概念，傅伯杰[8]、馬克明[9]、李瑾[10]、肖風(fēng)勁[11]、孔紅梅[12]等學(xué)者分別對生態(tài)系統(tǒng)健康的相關(guān)理論框架、內(nèi)涵、指標(biāo)、方法和方向作以介紹[6-12]。在這一時間段內(nèi)大量出現(xiàn)的綜述性文獻(xiàn)極大的推動了我國生態(tài)系統(tǒng)健康方面的研究，取得了豐碩成果。然而，2002年作為生態(tài)系統(tǒng)健康研究領(lǐng)域的一個重要的時間節(jié)點，既標(biāo)志著我國學(xué)者開始高度關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)健康研究，又暗含著ISEH的悄然解體[13]。在此后的10多年中，國內(nèi)外研究者對生態(tài)系統(tǒng)健康這一概念的切入視角逐漸出現(xiàn)分異。雖然近年來針對生態(tài)系統(tǒng)健康評價理論與方法的綜述性質(zhì)研究并不鮮見，但一些結(jié)論仍基于國外20世紀(jì)90年代或國內(nèi)2000年前后的研究成果，而5—10a的生態(tài)系統(tǒng)健康研究發(fā)展脈絡(luò)并不明晰。基于此，本研究試圖通過梳理近10年間的相關(guān)重要文獻(xiàn)，尋找目前國內(nèi)外研究者對生態(tài)系統(tǒng)健康概念理解和方法應(yīng)用的異同點，從而歸納出生態(tài)系統(tǒng)健康研究的新趨向。

1 生態(tài)系統(tǒng)健康及其評估

1.1 概念與內(nèi)涵

生態(tài)系統(tǒng)健康是生態(tài)系統(tǒng)的綜合特性，這種特性可以理解為在人類活動干擾下生態(tài)系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)和功能的完整性[4,14]。所謂健康的生態(tài)系統(tǒng)是指該生態(tài)系統(tǒng)是活躍的、可維持組織結(jié)構(gòu)的和在壓力下能自我恢復(fù)的，體現(xiàn)了該生態(tài)系統(tǒng)是穩(wěn)定和可持續(xù)的[14-15]。生態(tài)系統(tǒng)健康的概念并不唯一，例如Mageau[16]歸納生態(tài)系統(tǒng)健康為內(nèi)穩(wěn)定、沒有疾病、多樣性或復(fù)雜性、有活力或有增長空間、穩(wěn)定性或可恢復(fù)性、系統(tǒng)要素之間保持平衡6項特征；Vilchek[17]認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)健康可以拆分為自然生態(tài)系統(tǒng)為核心的地球中心論方法(geocentric approach)和更加注重系統(tǒng)健康對人類自身及其環(huán)境作用的人類中心論方法(anthropocentric approach)[18]。

“健康”的內(nèi)涵是生態(tài)系統(tǒng)健康概念框架的核心問題與爭論焦點，在這一領(lǐng)域近10年來中國學(xué)者也對“健康”的定位進(jìn)行了大量理論探討。肖風(fēng)勁等認(rèn)為：雖然健康的概念本身不明晰，但可以用其他概念去解釋；如果生態(tài)系統(tǒng)是持久的、連續(xù)的或是可持續(xù)的，那么該生態(tài)系統(tǒng)就是健康的；而生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性則不能推導(dǎo)出生態(tài)系統(tǒng)健康[19]。張志誠等認(rèn)為：“健康”是作為“疾病”的對立而出現(xiàn)的，雖然對于生態(tài)系統(tǒng)健康標(biāo)準(zhǔn)的界定一直見仁見智，但是特定生態(tài)系統(tǒng)的“病態(tài)”指標(biāo)是可以被度量的；盡管不得病并不見得一定是健康的，但是從醫(yī)學(xué)角度上理解，攻克疾病才是學(xué)科發(fā)展的推動力；因此與其將健康作為環(huán)境管理的最終目標(biāo)，不如將目光轉(zhuǎn)到“疾病”即具體的生態(tài)問題上[20]。朱建剛等則認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)健康研究應(yīng)拋棄針對局部或部分的指標(biāo)和方法，不能通過生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部各組分的健康狀況來推求整個系統(tǒng)的健康狀況，對于系統(tǒng)穩(wěn)定性的一系列研究方法可以被生態(tài)系統(tǒng)健康研究所借鑒，建議采用“質(zhì)量”作為中性詞代替“健康”的描述方式[21]。盡管學(xué)者們意見尚未完全統(tǒng)一，但此類討論顯然有助于“健康”一詞內(nèi)涵的深化。

1.2 評估方法與指標(biāo)

生態(tài)系統(tǒng)健康的度量包括活力、恢復(fù)力、組織3個基本方面，Rapport在此基礎(chǔ)上添加了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的維持、管理選擇、外部輸入減少、對鄰近系統(tǒng)的破壞、對人類健康的影響等標(biāo)準(zhǔn)[15]。其中，最常使用的生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法是HI=V×O×R。HI為生態(tài)系統(tǒng)的健康指數(shù)；V為與系統(tǒng)活力、新陳代謝和初級生產(chǎn)力有關(guān)的一個指標(biāo)；O為系統(tǒng)組織指數(shù)，是系統(tǒng)組織的相對程度，與多樣性和種間關(guān)聯(lián)有關(guān)；R為系統(tǒng)彈性指數(shù)，是系統(tǒng)彈性的相對程度。然而，近年來隨著生態(tài)系統(tǒng)評價案例的日益增多，許多研究并不局限于這一指標(biāo)體系。

生態(tài)系統(tǒng)健康評價的代表方法可分為指示物種法與指標(biāo)體系法，其中指標(biāo)體系法又可細(xì)分為VOR綜合指數(shù)評估法、層次分析法、主成分分析法、健康距離法等[22]。但在近年來的實際應(yīng)用中，指標(biāo)體系法有大量的具體定量方法，多種方法經(jīng)常組合使用，并不局限于某一套固定體系。由于指示物種法一般適于單一生態(tài)系統(tǒng)，需要大量物種實測數(shù)據(jù)，而指標(biāo)體系法不受生態(tài)系統(tǒng)數(shù)量、類型和數(shù)據(jù)源的限制，因此一般應(yīng)用指標(biāo)體系法進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)健康評價的文獻(xiàn)較多。然而，這并不暗示著基于采樣的指示物種法已不適合作為生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法，近年來，一些研究選擇在指示物種采樣結(jié)果的基礎(chǔ)上建立指標(biāo)體系，有效彌補(bǔ)了指標(biāo)單一化造成的結(jié)果誤差，其中多為水生態(tài)系統(tǒng)健康評價的案例。例如，Wike將螞蟻群落作為森林生態(tài)系統(tǒng)健康的快速評價參數(shù)[23]；Trainer闡述了偽菱形藻中軟骨藻酸對生態(tài)系統(tǒng)健康的影響[24]；Sheaves等將自游生物如魚群作為評價河口生態(tài)系統(tǒng)健康的指標(biāo)[25]；Chon等將采樣水生物種指標(biāo)進(jìn)行自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聚類作為健康等級[26]；王立新等大針茅和羊草群落作為指示物種進(jìn)行草原生態(tài)系統(tǒng)健康評價[27]；周曉蔚等基于底棲動物的完整性指數(shù)評價河口健康[28]；裴雪姣等按照魚類采樣結(jié)果建立魚類完整性指數(shù)評價遼河流域健康[29]；陳展等應(yīng)用生物完整性法評價白洋淀濕地健康[30]；唐得昊等將浮游生物、大型底棲生物、游泳動物樣本轉(zhuǎn)化為能質(zhì)和生物多樣性指標(biāo)分析海岸帶生態(tài)系統(tǒng)健康[31]；黃藝等基于浮游細(xì)菌生物完整性指數(shù)評價滇池入湖河流生態(tài)系統(tǒng)健康[32]；殷旭旺等應(yīng)用硅藻生物評價指數(shù)和生物完整性評價指數(shù)進(jìn)行遼河太子河流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價[33]；。這種構(gòu)建指標(biāo)體系的物種指示法設(shè)計合理、采樣工作量大、物種在生態(tài)系統(tǒng)中具有代表性，研究思路與結(jié)果為指示物種法的指標(biāo)擴(kuò)展與方法完善起到重要的推動作用。

指標(biāo)體系法有助于描述生態(tài)-社會過程的復(fù)雜特征，針對單一生態(tài)系統(tǒng)的類型和指標(biāo)的特征，近年來中外學(xué)者們在VOR三分法的基礎(chǔ)上建立了各種創(chuàng)新性評價體系。Hong等應(yīng)用社會核算矩陣、基于邏輯斯蒂的土地利用模擬、溪流生態(tài)系統(tǒng)本底條件作為3項子模型進(jìn)行溪流景觀生態(tài)系統(tǒng)健康評價[34]；Bunn等列舉了土地利用、水質(zhì)、河道條件、河岸條件、徑流變化、水中生境等指標(biāo)類型選取16個因子作為評價指標(biāo)對河流生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行定量[35]；Styers等采用景觀指數(shù)代表生態(tài)指標(biāo)，并將景觀指數(shù)用于森林生態(tài)系統(tǒng)健康評價[36]；Van Niekerk等分別評價多種社會-生態(tài)過程造成的壓力，對應(yīng)分析了生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)，從而對河口生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行評價[37]。汪興中等將河流健康分為水文指標(biāo)、形態(tài)指標(biāo)、河岸帶指標(biāo)、水體理化指標(biāo)、水生生物指標(biāo)進(jìn)行溪流生態(tài)系統(tǒng)健康評價[38]；畢溫凱等采用支持向量機(jī)方法處理湖泊監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行健康分級[39]；袁菲等區(qū)分有害干擾和生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部增益，將層次分析法與變異系數(shù)相結(jié)合分析林區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康[40]；李純厚等將海洋生物量與污染分為壓力狀態(tài)響應(yīng)3層進(jìn)行海灣生態(tài)系統(tǒng)健康評價[41]；惠秀娟等采用主成分分析以綜合反映水體理化特征、水生生物特征、水體衛(wèi)生學(xué)特征、棲息地環(huán)境特征[42]；張楠等采用主成分分析將指標(biāo)分解為物理指標(biāo)、生物生存指標(biāo)、有機(jī)污染指標(biāo)、營養(yǎng)物指標(biāo)、衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)、生物學(xué)指標(biāo)、棲息地指標(biāo)[43]；葉春等篩選湖泊主體營養(yǎng)狀態(tài)、入湖河流污染負(fù)荷通量、岸帶類型、風(fēng)浪強(qiáng)度四個因子作為影響湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康的驅(qū)動因素[44]；馮彥等基于45個河流健康評價指標(biāo)體系902項指標(biāo)進(jìn)行歸納，認(rèn)為河岸指標(biāo)覆蓋率、河流連通性、濕地保留率、徑流量變化率、水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、魚類生物完整性指數(shù)、水資源利用率和流域天然植被覆蓋率可以作為河流健康的主評指標(biāo)[45]。此類對單一生態(tài)系統(tǒng)的評價雖然也涉及大量實測指標(biāo)，但并不局限于生物的測定，而是納入無機(jī)環(huán)境因子的作用，復(fù)合表征影響生態(tài)系統(tǒng)健康的因素，直觀體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)對人類干擾的響應(yīng)。

盡管指示物種法與指標(biāo)體系法常作為生態(tài)系統(tǒng)健康評價的代表性方法進(jìn)行區(qū)分介紹，但就近年相關(guān)研究可知，兩種方法之間明確的區(qū)分界限已逐步淡化。為保證采樣物種的完整性，物種指示法所采集的大量物種樣本常以指標(biāo)體系的形式進(jìn)行組合；為擴(kuò)展指標(biāo)的合理性，指標(biāo)體系法也逐漸納入了基于物種樣本的生物指標(biāo)作為一個指標(biāo)子集。物種指示法定量精度相對高，但不能直接表征生態(tài)-社會過程間的相互驅(qū)動關(guān)系；指標(biāo)體系法可以有效表征生態(tài)-社會過程的復(fù)雜性，但描述的精確度相對有限。根據(jù)不同評價目標(biāo)將兩種方法混合使用無疑有益于降低評價結(jié)果的不確定性或提升評價結(jié)果的綜合性。相信隨著研究的深入，評價單一生態(tài)系統(tǒng)健康的指標(biāo)多度與體系復(fù)雜度還將進(jìn)一步增加，評價的廣度與精度也將同步上升，而物種指示法與指標(biāo)體系法相結(jié)合的評價思路也會得到進(jìn)一步的應(yīng)用。

1.3 方法論爭議與探索

由于健康的概念本身就比較模糊，因此關(guān)于定義精確生態(tài)系統(tǒng)健康的概念一直存在爭議[46]。從邏輯上講，滿足人類需求既是生態(tài)系統(tǒng)健康的評價標(biāo)準(zhǔn)，又是生態(tài)系統(tǒng)健康的研究目的，那么指標(biāo)因子與預(yù)設(shè)結(jié)果是重復(fù)的，構(gòu)成錯誤循環(huán)[47]。一些學(xué)者認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)健康評價的政策指引性往往令人困惑，這是由于對“健康”的界定往往取決于利益相關(guān)者的偏好，如果自然生態(tài)系統(tǒng)肯定會比人類改變后的系統(tǒng)健康，那么存在生態(tài)系統(tǒng)的社會價值怎樣體現(xiàn)的疑問[48]。也有一些觀點表示，所指定的生態(tài)系統(tǒng)管理目標(biāo)應(yīng)當(dāng)能明確的預(yù)估管理后果，而不是用健康這種愿景式詞語，管理者不應(yīng)該用含糊不清的詞匯指導(dǎo)環(huán)境政策[49-50]。更有像Wicklum等學(xué)者認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)健康是一個錯誤推論，健康和完整性都不是生態(tài)系統(tǒng)固有的特征，生態(tài)系統(tǒng)健康概念不能得到生態(tài)學(xué)理論的支持[51]。

隨著生態(tài)系統(tǒng)健康這種概念表征方式已逐步被研究人員所接受并使用，學(xué)界對生態(tài)系統(tǒng)健康的探討已從概念性的科學(xué)意義思辨逐步過渡到方法論上的探討，支持生態(tài)系統(tǒng)健康理論的學(xué)者致力于探索具體的“健康”表征方式。近年來，國內(nèi)外學(xué)者展開了針對不同生態(tài)系統(tǒng)類型的生態(tài)系統(tǒng)健康研究方法探索。楊志峰等提出了基于生態(tài)系統(tǒng)健康的生態(tài)承載力概念，并應(yīng)用于流域水電開發(fā)中[52]；陳亮等認(rèn)為，生物多樣性是森林生態(tài)系統(tǒng)健康維持的基礎(chǔ)，維護(hù)生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)管理中不可或缺的部分[53]；Liu等引入能值分析理論評價城市生態(tài)系統(tǒng)健康[54]；Connell論述了可持續(xù)生計與生態(tài)系統(tǒng)健康的協(xié)同關(guān)系[55]；Sarkar分析了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性對生態(tài)系統(tǒng)健康的影響[56]；林麗等提出以中醫(yī)理論對草地健康進(jìn)行診斷[57]；Sandin等倡導(dǎo)將演替理論用于定量海洋生態(tài)系統(tǒng)健康[58]。同時，一部分中國學(xué)者在對特定案例進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)健康評價時，試圖加入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)[59-60]。在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)的應(yīng)用中，Costanza提出，生態(tài)系統(tǒng)健康應(yīng)與可持續(xù)性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)聯(lián)，一個健康的系統(tǒng)必須持續(xù)的提供大量生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，而達(dá)到這種健康的實際手段則是通過生態(tài)工程[3]。這種將生態(tài)系統(tǒng)健康與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)結(jié)合的視角與彭建等強(qiáng)調(diào)將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)納入?yún)^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康評估核心指標(biāo)的觀點相吻合[61]。這種相關(guān)概念與方法的衍生既代表了生態(tài)系統(tǒng)健康理論的擴(kuò)充和完善，又體現(xiàn)了多學(xué)科進(jìn)一步融合的挑戰(zhàn)。

根據(jù)對文獻(xiàn)的整理可知，生態(tài)系統(tǒng)健康的概念思辨主要出現(xiàn)在20世紀(jì)末與本世紀(jì)初，近年來圍繞生態(tài)系統(tǒng)健康理論的關(guān)鍵問題已不再是概念是否合理，而是如何使這一需要多學(xué)科交融的研究體系具有實際操作性。近年來學(xué)者們將生態(tài)承載力、生物多樣性、能值分析、可持續(xù)生計、可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、演替理論乃至中醫(yī)理論與生態(tài)系統(tǒng)健康評價相結(jié)合，無疑擴(kuò)展了生態(tài)系統(tǒng)健康的研究手段，使其保持了研究方法層面的持續(xù)創(chuàng)新性。尤其是當(dāng)前作為研究熱點的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)已經(jīng)開始被納入生態(tài)系統(tǒng)健康評價體系，其如何在生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法體系上與傳統(tǒng)的“活力-組織力-恢復(fù)力”邏輯關(guān)系有機(jī)銜接，值得國內(nèi)外研究者共同探索。

2 生態(tài)文化健康與區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康

2.1 生態(tài)系統(tǒng)健康研究歷程

采用ISI Web of Knowledge信息檢索平臺對“ecosystem health”主題進(jìn)行檢索，共得出主題近似的文獻(xiàn)32485篇(搜索日期為2013-12-30)。按照“ecosystem health”作為標(biāo)題對近30年(1984—2013)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，共搜得文獻(xiàn)949篇(圖1)。

圖1 以“生態(tài)系統(tǒng)健康”作為標(biāo)題的文獻(xiàn)數(shù)Fig.1 The number of articles set “ecosystem health” as titles

2003年，國際健康生態(tài)系統(tǒng)管理大會召開，發(fā)布會議論文多篇。但該大會召開后，以生態(tài)系統(tǒng)健康為標(biāo)題的文獻(xiàn)數(shù)并沒有顯著增長。與之相對應(yīng)，以與生態(tài)系統(tǒng)健康概念有關(guān)聯(lián)的“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”作為標(biāo)題的文獻(xiàn)數(shù)已從2003年的21篇增長至2013年的434篇(搜索日期為2013-12-30)。相對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究而言，生態(tài)系統(tǒng)健康理論還需要更多的關(guān)注。為直觀顯示生態(tài)系統(tǒng)健康概念提出至今的發(fā)展脈絡(luò)，本文依據(jù)Rapport截止至2010年的生態(tài)系統(tǒng)健康概念發(fā)展總結(jié)[13]，梳理出如圖2所示相關(guān)重要時間節(jié)點及其對應(yīng)事件。

采用ISI Web of Knowledge信息檢索平臺對的“ecosystem health”主題進(jìn)行檢索，采用相關(guān)性排序，發(fā)現(xiàn)相關(guān)度最高的前100位的文獻(xiàn)中，中國學(xué)者參與的成果占78篇，其中相關(guān)度前9位均為中國學(xué)者成果。按照“ecosystem health”作為標(biāo)題對近20年(1994—2013)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，共搜得文獻(xiàn)196篇(圖3)，可以發(fā)現(xiàn)，中國學(xué)者在國際領(lǐng)域的生態(tài)系統(tǒng)健康研究起到了重要作用。同時，中外學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)健康的剖析視角并不完全一致。對1994年后以“ecosystem health”作為標(biāo)題的917篇文獻(xiàn)進(jìn)行二次檢索，其中標(biāo)題中同時含有“human”的共149篇，大多數(shù)直接將人類健康作為一個詞匯使用，可見國際許多學(xué)者側(cè)重于表達(dá)生態(tài)系統(tǒng)對人類健康的作用；而149篇中中國學(xué)者參與文章僅有7篇，且多側(cè)重于表達(dá)生態(tài)系統(tǒng)健康對人類的作用。這種差異實際上暗示著生態(tài)系統(tǒng)健康研究人員的學(xué)科差異，而這種差異決定了國內(nèi)外不同的研究優(yōu)勢領(lǐng)域。

在中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫中檢索以“生態(tài)系統(tǒng)健康”作為主題的文獻(xiàn)數(shù)，列出1999年至今的統(tǒng)計量如圖4所示，其中2013年文獻(xiàn)尚未全部入庫?？梢姡瑖鴥?nèi)生態(tài)系統(tǒng)健康研究成果數(shù)隨年份呈增加趨勢。在所檢索到的2579篇文獻(xiàn)中，學(xué)科排名前三位文獻(xiàn)數(shù)分別是環(huán)境科學(xué)與資源利用類占1408篇、林業(yè)290篇、生物學(xué)239篇，而畜牧與動物醫(yī)學(xué)共58篇、預(yù)防醫(yī)學(xué)與衛(wèi)生學(xué)僅有9篇。這一統(tǒng)計特征不僅體現(xiàn)了國內(nèi)外學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)健康研究的關(guān)注視角差異，同時可以表明資源環(huán)境研究領(lǐng)域是國內(nèi)研究者應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)健康概念與方法的優(yōu)勢領(lǐng)域。

圖2 生態(tài)系統(tǒng)健康概念發(fā)展時間軸(Rapport, 2011[13]；有改動)Fig.2 Time axis of the ecosystem health conception

圖3 以“ecosystem health”為標(biāo)題的中國文獻(xiàn)數(shù)Fig.3 The number of articles set “ecosystem health” as titles from China

圖4 以“生態(tài)系統(tǒng)健康”作為主題的CNKI計數(shù)Fig.4 The number of articles set “ecosystem health” as themes from CNKI

2.2 生態(tài)健康與生態(tài)文化健康：新的研究視角

2002年ISEH解體，2004年《生態(tài)健康》(EcoHealth)期刊創(chuàng)刊，這標(biāo)志著生態(tài)系統(tǒng)健康研究在歐美發(fā)達(dá)國家出現(xiàn)了重要轉(zhuǎn)型?！渡鷳B(tài)健康》由“國際生態(tài)學(xué)與健康協(xié)會(International Association for Ecology and Health)”(http://www.ecohealth.net/)主辦，該協(xié)會旨在通過提供跨學(xué)科的知識獲取和發(fā)現(xiàn)，謀求人類、野生動物和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)的健康。另一個重要機(jī)構(gòu)“生態(tài)健康協(xié)會(EcoHealth Alliance)”(http://www.ecohealthalliance.org/)則試圖以科學(xué)為基礎(chǔ)的解決方案和伙伴關(guān)系達(dá)成兩個整合目標(biāo)，即預(yù)防新疾病的爆發(fā)以保障全球健康，促進(jìn)自然資源的保護(hù)以保障生態(tài)系統(tǒng)。在這一背景下，部分學(xué)者開始關(guān)注環(huán)境退化造成的隱性健康負(fù)債[62]、人類健康與環(huán)境健康的指標(biāo)概念框架[63]、將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類健康相關(guān)聯(lián)[64]、生態(tài)系統(tǒng)脅迫對人類健康造成的影響[65]等問題。顯然，生態(tài)健康研究更側(cè)重研究生態(tài)系統(tǒng)的具體生態(tài)過程，并重視生態(tài)格局或過程對人類健康造成的影響，這與傳統(tǒng)意義上的生態(tài)系統(tǒng)健康是有所差異的。

Rapport認(rèn)為，在人類出現(xiàn)后的歷史時期內(nèi)，人與生態(tài)系統(tǒng)相互影響，自然與文化不可分割，因而有必要提出生態(tài)文化健康的概念[13]。生態(tài)文化健康被定義為在不損害任何重要的生態(tài)過程和文化生命力的前提下，達(dá)成自然與文化的動態(tài)交互與協(xié)同進(jìn)化。生態(tài)文化健康關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)病理或健康和人類生計、健康和福祉的各自影響，重視人類與自然環(huán)境之間有利或不利的交互作用。這種研究方法探求對文化價值、信仰、機(jī)構(gòu)團(tuán)體、知識系統(tǒng)等方面的支持和培養(yǎng)，探索既有利于保持生態(tài)系統(tǒng)的健康又能滿足人類基本需求的實踐方式。在生態(tài)文化健康的內(nèi)涵中，組織力是指進(jìn)行生物組分維持與文化機(jī)構(gòu)間的交互影響與整合；活力是指系統(tǒng)自我維持的能力，意味著自然和文化的潛在生命力不被削弱；恢復(fù)力是指維持自然與文化的(壓力)應(yīng)對機(jī)制，使之能夠從自然與文化干擾(干旱、洪水、疾病、沖突等)中反彈。Rapport表示這3個維度在維持生命系統(tǒng)的可持續(xù)性是非常重要的，并展望生態(tài)文化健康的觀念會成為文明管理政策的奠基石。顯然，生態(tài)文化健康的概念與內(nèi)涵是生態(tài)系統(tǒng)健康的進(jìn)一步擴(kuò)充，更多強(qiáng)調(diào)人類健康與福祉視角使這一新概念具有更強(qiáng)的政策指引意義，為生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究提供了新思路。本文為更直觀的理解從生態(tài)系統(tǒng)健康到生態(tài)健康再到生態(tài)文化健康的理論演進(jìn)，將三者的內(nèi)涵總結(jié)為表1。

表1 生態(tài)系統(tǒng)健康、生態(tài)健康、生態(tài)文化健康的內(nèi)涵對比

需要加以說明的是，“文化”一詞作為一個寬泛的概念，目前并沒有一個精確定義，僅能基于不同的學(xué)科背景對其進(jìn)行解釋。對于生態(tài)文化健康中文化一詞的解讀，其更側(cè)重于表述自然-社會復(fù)雜系統(tǒng)中的社會屬性，因此在這里文化一詞是與自然一詞對應(yīng)出現(xiàn)的，可以包含人類健康、人類福祉等各種人類活動的過程和結(jié)果。相比之下，日常所提到的“社會文化”或“文化藝術(shù)”等詞語，則更多側(cè)重于在精神財富屬性層面表達(dá)人類活動的社會性，而相對弱化了社會的物質(zhì)財富屬性。所以，生態(tài)文化健康中所出現(xiàn)的“文化”一詞應(yīng)當(dāng)理解為包括物質(zhì)和精神在內(nèi)的人類活動產(chǎn)生的各種社會經(jīng)濟(jì)過程和結(jié)果，屬于廣義上對“文化”的解讀。在人類活動的影響下，當(dāng)前各國的資源環(huán)境問題逐漸凸顯，此類問題的出現(xiàn)融合了復(fù)雜的自然與社會作用機(jī)制，從單一學(xué)科角度往往難以得到完滿的解決方案?！吧鷳B(tài)文化”一詞的解讀反映了中自然科學(xué)與社會科學(xué)的交互融合，體現(xiàn)了人類與自然相協(xié)調(diào)的發(fā)展目標(biāo)導(dǎo)向。因而，對“生態(tài)文化健康”這一命題的研究無疑是對解決資源環(huán)境問題、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的有益探索。

總體而言，從生態(tài)系統(tǒng)健康到生態(tài)健康再到生態(tài)文化健康，是一種學(xué)科發(fā)展過程中時間順序上的遞進(jìn)，但三者的內(nèi)涵與方法并不是簡單的順承。Rapport在提出生態(tài)系統(tǒng)健康概念約20a后，論述了生態(tài)文化健康的概念，實際上將原先的生態(tài)系統(tǒng)健康研究對象和范圍進(jìn)行了進(jìn)一步的擴(kuò)展。而生態(tài)健康的主要側(cè)重點則在于人類與生態(tài)系統(tǒng)中各種生物的健康，研究對象相對更為具體，定量方法大多不采用VOR評價體系，而更關(guān)注于具體生態(tài)過程和影響的觀測與分析。相比“生態(tài)健康”注重生態(tài)學(xué)、資源科學(xué)與醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)研究領(lǐng)域的結(jié)合，“生態(tài)文化健康”廣泛借鑒了經(jīng)濟(jì)學(xué)與社會學(xué)理論和方法，側(cè)重于生態(tài)過程與社會經(jīng)濟(jì)要素的統(tǒng)一。鑒于研究對象和視角的差異，生態(tài)健康與生態(tài)文化健康體現(xiàn)了不同學(xué)科的科學(xué)研究視角差異，并可以作為學(xué)科融合過程中的關(guān)鍵概念連結(jié)節(jié)點。生態(tài)文化健康研究并不會取代生態(tài)健康在相關(guān)領(lǐng)域的研究地位，二者應(yīng)當(dāng)會基于不同學(xué)科優(yōu)勢呈現(xiàn)并行發(fā)展的局面，從而使生態(tài)系統(tǒng)健康研究的范圍進(jìn)一步擴(kuò)充。

2.3 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康：新的研究方向

區(qū)域作為宏觀生態(tài)系統(tǒng)管理研究與實踐的最適宜空間尺度，是進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)健康及其評價研究的關(guān)鍵尺度[61]?；诘乩韺W(xué)與宏觀生態(tài)學(xué)研究視角，近年來我國學(xué)者對特定區(qū)域開展了大量生態(tài)系統(tǒng)健康評價工作，大致可以分為兩類。一類研究是在區(qū)域尺度上進(jìn)行某一類生態(tài)系統(tǒng)的健康評價，另一類則將區(qū)域整體作為研究對象進(jìn)行綜合性的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康評價。無論在對象上是具體針對生態(tài)系統(tǒng)類型還是區(qū)域復(fù)合自然與社會狀況，在這一尺度上的研究均為區(qū)域資源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展作出了有益探索。

在區(qū)域尺度上對單一生態(tài)系統(tǒng)的健康評價往往以行政單元表征，一般所評價的對象是該區(qū)域內(nèi)最主要的生態(tài)系統(tǒng)類型。近年來不同學(xué)者基于經(jīng)濟(jì)與社會統(tǒng)計指標(biāo)以及部分遙感或?qū)崪y數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行了草地畜牧業(yè)VOR健康診斷[66]、濕地生態(tài)系統(tǒng)壓力-狀態(tài)-響應(yīng)健康評價[67]、農(nóng)牧交錯區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)VOR健康測度[68]、內(nèi)流河流域生態(tài)系統(tǒng)層次分析健康評價[69]、湖泊自然保護(hù)區(qū)生態(tài)指標(biāo)-功能特征-社會經(jīng)濟(jì)復(fù)合健康評價[70]等針對不同生態(tài)系統(tǒng)類型的區(qū)域尺度評價。相比基于采樣點的綜合指標(biāo)評價而言，在區(qū)域尺度上評價所涉及的社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更多、評價范圍更廣、空間對比性更強(qiáng)，相對而言更貼近資源環(huán)境和社會文化交互作用的復(fù)合表征理念。

在區(qū)域尺度上由多種生態(tài)系統(tǒng)空間鑲嵌集成的區(qū)域景觀或基于行政單元的城市生態(tài)系統(tǒng)評價的視角進(jìn)一步擴(kuò)展了生態(tài)系統(tǒng)健康的研究范圍。Su等應(yīng)用能值分析與集對分析相結(jié)合，評價中國多個省會城市健康程度[71]；陳克龍等將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)納入VOR指標(biāo)體系進(jìn)行健康分級[72]；高占國等綜合評價區(qū)域內(nèi)6項生態(tài)系統(tǒng)，探討健康評價的多尺度性[73]；李衛(wèi)海等以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為狀態(tài)，景觀破碎度作為響應(yīng)，評價景觀健康時空過程[74]；趙衛(wèi)等以經(jīng)濟(jì)區(qū)作為評價對象進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)健康分級[75]；Yu等將景觀指數(shù)作為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康的狀態(tài)量[76]；趙帥等在納入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)后又加入人體健康指標(biāo)作為第5層準(zhǔn)則[77]。顯然，將區(qū)域視作整體對象的評價方式更容易表征Rapport所倡導(dǎo)的生態(tài)文化健康這一自然與文化多指標(biāo)融合的概念，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)大量應(yīng)用于健康準(zhǔn)則層構(gòu)建也與Costanza將VOR評價指標(biāo)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價指標(biāo)相結(jié)合的思路吻合。可以認(rèn)為，中國學(xué)者在區(qū)域尺度上進(jìn)行的生態(tài)系統(tǒng)健康研究不僅契合生態(tài)文化健康這一新興概念的科學(xué)內(nèi)涵，而且在方法上具有一定的國際引領(lǐng)作用。

3 我國生態(tài)系統(tǒng)健康研究的未來趨向

3.1 生態(tài)系統(tǒng)尺度研究的繼續(xù)深化

隨著理論方法的不斷完善、儀器設(shè)備的不斷革新、歷史監(jiān)測資料的不斷積累、從業(yè)人員科研素質(zhì)的不斷培養(yǎng)，針對單一生態(tài)系統(tǒng)評價的精確性、時序性、綜合性都在同步提高。而在進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)精確性、指標(biāo)完善性和分析動態(tài)性的基礎(chǔ)上，國外相關(guān)最新理論也可以給予相應(yīng)啟發(fā)，如量化特定的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)用于描述生態(tài)系統(tǒng)健康、測度生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量與人類健康的定量關(guān)系、探討提升生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的具體途徑等。同時，我國是人口大國與工業(yè)化大國，人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的干擾劇烈。在對生態(tài)系統(tǒng)的健康進(jìn)行定量或分級表述以外，如何應(yīng)用生態(tài)工程技術(shù)，進(jìn)行特定生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境管理與生態(tài)修復(fù)，也是在生態(tài)系統(tǒng)健康研究領(lǐng)域需要解決的重要課題。

3.2 生態(tài)文化健康概念的完善與應(yīng)用

近10年來，國際生態(tài)系統(tǒng)健康研究出現(xiàn)了從生態(tài)系統(tǒng)健康到生態(tài)健康再到生態(tài)文化健康的轉(zhuǎn)型。盡管生態(tài)健康可以作為生態(tài)系統(tǒng)健康研究的一種繼承，但該理論在研究對象上已從傳統(tǒng)的人類干擾下的生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到生態(tài)過程對人類健康的影響；而在生態(tài)系統(tǒng)健康、生態(tài)健康概念基礎(chǔ)上綜合而成的生態(tài)文化健康，則分別用“生態(tài)”、“文化”表征自然過程與人類活動，這種整合人與自然的理論概念可以理解為自然與人類的交互整化。顯然，這種整體論的觀念更符合人與自然協(xié)調(diào)共生的可持續(xù)發(fā)展觀念，比生態(tài)健康的概念更為廣泛。

由于生態(tài)文化健康的概念剛剛提出不久，因而生態(tài)文化健康的理念尚未廣泛傳播并在研究者間取得共識。從古代“天人合一”的樸素辯證觀到當(dāng)代科學(xué)發(fā)展理論的逐步形成，中國文化一直認(rèn)同并強(qiáng)調(diào)資源環(huán)境與人類社會的統(tǒng)一[78]。在建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的政策導(dǎo)向下，生態(tài)文化健康的綜合性研究視角切合于社會發(fā)展和維持生態(tài)持續(xù)性的可持續(xù)發(fā)展要求。因此，生態(tài)文化健康理論在我國具有較高的學(xué)術(shù)研究價值和較明顯的政策指導(dǎo)意義，是生態(tài)系統(tǒng)健康研究者的重點關(guān)注問題之一。

3.3 生態(tài)-地理視角的區(qū)域集成優(yōu)勢發(fā)揮

區(qū)域尺度生態(tài)系統(tǒng)健康評價一直是宏觀生態(tài)學(xué)與地理學(xué)方法應(yīng)用的優(yōu)勢領(lǐng)域。在各社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的統(tǒng)計資料體系逐步完善、GIS與RS空間處理技術(shù)逐步成熟、國際空間數(shù)據(jù)平臺規(guī)模的日益擴(kuò)大的背景下，對區(qū)域、景觀、城市等層面上的綜合研究初步進(jìn)入“大數(shù)據(jù)”時代。顯然，數(shù)據(jù)與方法支持是實現(xiàn)區(qū)域綜合問題集成評價的先決條件，而隨著“大數(shù)據(jù)”時代數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)量的不斷上升，當(dāng)前研究者在綜合資源環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行復(fù)合式的生態(tài)系統(tǒng)健康評價時，已經(jīng)擁有遠(yuǎn)超前人的數(shù)據(jù)獲取條件。因此，發(fā)揮地理學(xué)與宏觀生態(tài)學(xué)綜合處理區(qū)域問題與空間問題的學(xué)科優(yōu)勢，完成指標(biāo)體系與方法運用的創(chuàng)新，成為更有效的生態(tài)系統(tǒng)健康評價不可或缺的環(huán)節(jié)。

在數(shù)據(jù)與方法支持以外，多學(xué)科融合是進(jìn)行區(qū)域集成研究的必要手段。人類社會既是干擾生態(tài)系統(tǒng)健康的風(fēng)險源，又是“生態(tài)系統(tǒng)疾病”的作用受體。因此，有必要在區(qū)域?qū)用嫔贤秸先祟惢顒訉ι鷳B(tài)系統(tǒng)造成的壓力和生態(tài)系統(tǒng)對人類生活的響應(yīng)。在這種人類行為層面上，納入社會科學(xué)研究方法分析利益相關(guān)者的生計意愿，可以更有效的輔助環(huán)境管理決策。相信在基于已有的區(qū)域尺度生態(tài)系統(tǒng)健康研究優(yōu)勢基礎(chǔ)上，不同學(xué)科背景的研究人員通過合作交流可以構(gòu)建出應(yīng)用性更強(qiáng)、評價效果更好的指標(biāo)體系與整合思路，切實指導(dǎo)區(qū)域生態(tài)環(huán)境政策的制定與實施。

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New research progress and trends in ecosystem health

LIU Yanxu1, PENG Jian1,2,*, WANG An2, XIE Pan1, HAN Yinan1

1KeyLaboratoryforEarthSurfaceProcesses,MinistryofEducation,CollegeofUrbanandEnvironmentalSciences,PekingUniversity,Beijing100871,China2KeyLaboratoryforEnvironmentalandUrbanSciences,SchoolofUrbanPlanningandDesign,ShenzhenGraduateSchool,PekingUniversity,Shenzhen518055,China

Over the past century, with the rapid development of society and the improvement of human life, global ecological destruction and environmental pollution problems have greatly affected the integrity and stability of the biosphere. The topic of sustainable development has received widespread attention. Ecosystem health comprises the comprehensive characteristics of the ecosystem. It is an ability to maintain the integrity of ecosystem structure and function. As a measure for sustainable development, healthy ecosystems are generally regarded as the ultimate goal of environmental management. In 1991，the International Association for Ecology and Health (ISEH) was established to explore the basic theories and approaches in ecosystem health assessment. However, since its disbanding in 2002, research perspectives on ecosystem health have been divided. This paper reviews the latest developments in the conceptual framework, quantitative evaluation methods, and index systems of ecosystem health. Statistical and document comparisons show there is a development framework transition from ecosystem health to ecological health and to ecological culture health. Ecosystem health and ecosystem culture health is a new research perspective that aims at maintaining a healthy ecosystem as well as meeting the needs of mankind such as cultural values, beliefs, and knowledge. Ecosystem health on a regional scale is the new research direction, for it is the most suitable scale in ecosystem management and practice. The field of resources and environment is an advantageous research field for Chinese researchers where the ecosystem health concepts and methods are applied on regional scale. Ecosystem health assessment on a regional scale is similar to the composite characterization of holistic theory, focusing on the interaction of resources environment and social culture. Chinese scholars can play a leading role in the ecosystem health evaluation method at a regional level. Ecological system research for Chinese scholars should at first focus on the scale of the ecosystem, where ecosystem management and restoration can incorporate international experience. The improvement and application of the conceptual framework is also of great importance in leading China on the path of sustainable development. Taking advantage of regional integration research in a geographical ecological perspective is an effective way to use the ecosystem health research results to guide the establishment and implementation of regional ecological and environmental policy.

ecological health; eco-health; eco-cultural health; ecosystem service; environmental management; regional integration

國家自然科學(xué)基金項目(41271195)

2014-01-06;

日期:2014-11-19

10.5846/stxb201401060032

*通訊作者Corresponding author.E-mail: jianpeng@urban.pku.edu.cn

劉焱序, 彭建, 汪安, 謝盼, 韓憶楠.生態(tài)系統(tǒng)健康研究進(jìn)展.生態(tài)學(xué)報,2015,35(18):5920-5930.

Liu Y X, Peng J, Wang A, Xie P, Han Y N.New research progress and trends in ecosystem health.Acta Ecologica Sinica,2015,35(18):5920-5930.